Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP MS)

Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

1


ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN






LƯƠNG THỊ LOAN




Xây dựng quy trình xác ñịnh ñồng, chì, cadimi trong mẫu huyết thanh bằng
phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)




Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nguyễn Thị Huệ













Hà Nội – Năm 2009

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

2

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô TS. Nguyễn
Thị Huệ ñã giao ñề tài và tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện cho em hoàn
thành luận văn này.
En xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tạ Thị Thảo cùng các thầy cô
trong bộ môn Hóa phân tích ñã luôn tạo ñiều kiện và giúp ñỡ em trong
quá trình học tập và nghiên cứu.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn ñến ThS. Vũ Văn Tú, ThS. Phạm Hải
Long cùng các anh chị trong phòng phân tích chất lượng môi trường –
Viện công nghệ môi trường – Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, ñã
luôn ñộng viên và giúp ñỡ em trong suốt quá trình làm thực nghiệm .



Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2009
Học viên
LƯƠNG THỊ LOAN









WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

3

MỤC LỤC
MỞ ðẦU 1
PHẦN I: TỔNG QUAN 8
1.1. Trạng thái tự nhiên, một vài tính chất và ứng dụng của ñồng, chì và
cadimi 8
1.1.1.Trạng thái thiên nhiên của các nguyên tố ñồng, chì và cadimi 8
1.1.2. Một vài tính chất và ứng dụng của ñồng, chì và cadimi 8
1.1.3.Vai trò sinh học của ñồng, chì và cadimi 12
1.2. Các phương pháp xác ñịnh ñồng, chì và cadimi 21
1.2.1. Phương pháp trắc quang 21
1.2.2. Phương pháp chuẩn ñộ 21
1.2.3. Phương pháp cực phổ 21
1.2.4. Phương pháp Vôn –Ampe hòa tan 22
1.2.5 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử 23
1.2.6. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 23
1.2.7. Phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP – MS) 25
1.3. Các phương pháp xử lý mẫu 27
1.3.1. Phương pháp vô cơ hóa 28
1.3.2. Phương pháp chiết 30
1.3.3. Phương pháp pha loãng mẫu bằng dung môi thích hợp 30
1.3.4 Phương pháp ñiện phân 31
1.3.5. Phương pháp phân hủy mẫu bằng lò vi sóng 31
1.4. Phương pháp xác ñịnh ñộ lặp lại và ñộ chính xác 33
1.4.1. ðộ lặp lại 33
1.4.2. ðộ chính xác 34

PHẦN II. THỰC NGHIỆM 36
2.1. ðối tượng nghiên cứu 36
2.2. Phương pháp nghiên cứu 36

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

4

2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu 36
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích ñồng, chì và
cadimi trong huyết thanh trên thiết bị ICP-MS 36
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 36
2.3. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 36
2.3.1. Hóa chất 36
2.3.2. Dụng cụ 37
2.3.3.Thiết bị phân hủy mẫu và phân tích mẫu 37
2.3.3.1. Thiết bị phân hủy mẫu 37
2.3.3.2. Thiết bị phân tích mẫu 38
2.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu huyết thanh 39
PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. Các phương pháp phân hủy mẫu 40
3.1.1.Phương pháp pha loãng bằng HNO
3
41
3.1.2. Phương pháp pha loãng bằng hỗn hợp HNO
3
(1%) và Triton X-100

42
3.1.3. Phương pháp phân hủy bằng lò vi sóng 44
3.1.4. So sánh các phương pháp phân hủy mẫu 45
3.2. Khảo sát các ñiều kiện tối ưu trong quá trình phân tích mẫu trên thiết bị
ICP-MS 46
3.2.1. Chuẩn hóa số khối (Tunning) 46
3.2.2. Tối ưu tốc ñộ khí mang tạo sol khí 47
3.2.3. Khảo sát nguồn năng lượng (ICP) 48
3.2.4. Khảo sát thế ñiều khiển thấu kính ñiện tử - ion 49
3.2.5. Khảo sát thời gian phân tích mẫu 50
3.2.6. Khảo sát thời gian rửa sạch mẫu 51
3.3. Xây dựng ñường chuẩn 52
3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố ñến quá trình xác ñịnh hàm
lượng ñồng, chì và cadimi trong huyết thanh 55
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

5

3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố ñi kèm 55
3.4.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của canxi 55
3.4.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của magie 56
3.4.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thủy ngân 57
3.4.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của kẽm 57
3.4.1.5.Nghiên cứu ảnh hưởng của mangan 58
3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố lẫn nhau 59
3.4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của ñồng ñến quá trình xác ñịnh cadimi
và chì 59

3.4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của cadimi ñến quá trình xác ñịnh ñồng
và chì 60
3.4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chì ñến quá trình xác ñịnh ñồng và
cadimi 60
3.5. Xác ñịnh ñộ lặp lại và ñộ chính xác của phương pháp 61
3.6. Xây dựng quy trình phân tích xác ñịnh ñồng, chì và cadimi trong mẫu
huyết thanh 62
3.7. Áp dụng các ñiều kiện tối ưu trong phân tích mẫu thực tế 63
PHẦN IV. KẾT LUẬN 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO










WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

6

MỞ ðẦU

Cho ñến nay có hàng trăm công trình khoa học trên thế giới ñã công bố

các kết quả nghiên cứu về chức năng và ảnh hưởng của một số kim loại nặng
ñối với sức khỏe con người. Các nguyên tố vi lượng như ñồng, chì và cadimi là
thành phần rất cần trong cơ thể. Nếu dư thừa hoặc thiếu hụt sẽ gây ra một số
bệnh như bệnh Schizophrenia, bệnh Willson ñó là do sự dư thừa lượng ñồng
trong cơ thể, hiện tượng tím tái người ngất xỉu ñột ngột do nhiễm ñộc chì,…
ðể ñánh giá mức ñộ nhiễm các nguyên tố này trong cơ thể, người ta
thường ñịnh lượng chúng trong máu hoặc trong huyết thanh. Nhưng trong
huyết thanh, hàm lượng kim loại thường rất nhỏ, vì vậy cần sử dụng các thiết
bị phân tích có ñộ nhạy, ñộ chính xác cao ñể xác ñịnh chúng. Phù hợp với các
loại mẫu này là phép ño quang phổ plasma ghép nối khối phổ (Inductively
Coupled Plasma-Mass Spectrometer, ICP-MS). ICP-MS thể hiện tính ưu việt
hơn các phương pháp khác như quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa
dùng lò grafit (AAS-G), quang phổ phát xạ plasma (ICP-OES),… về khả năng
phân tích nhanh và phát hiện với nồng ñộ thấp (ppt). Dựa vào phần mềm lựa
chọn ñồng vị, có thể tìm nồng ñộ tối ưu của nguyên tố ñó trong mẫu, loại trừ
ảnh hưởng trong quá trình phân hủy mẫu.
ðể xác ñịnh thật chính xác hàm lượng các ion kim loại ñồng, chì và
cadimi trong huyết thanh, việc xây dựng một quy trình phân tích hoàn thiện
từ quá trình chuẩn bị, xử lý mẫu và phép phân tích là hết sức cần thiết.
Chính vì vậy “ Xây dựng quy trình xác ñịnh ñồng, chì, cadimi trong huyết
thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-
MS)” là mục ñích của luận văn ñề ra. ðây là hướng nghiên cứu mới mang
tính thực tiễn cao nhằm ñưa ra quy trình phân tích chính xác hàm lượng một
số kim loại trong huyết thanh. Kết quả nghiên cứu của ñề tài sẽ là tài liệu hỗ
trợ trong quá trình chuẩn ñoán, ñiều trị bệnh tại một số bệnh viện như bệnh
viện nhi trung ương.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

7

Nội dung chính của luận văn gồm những phần sau:
- Nghiên cứu các ñiều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu huyết
thanh nhằm ñưa ra quy trình xử lý mẫu tối ưu nhất ñể ñịnh lượng các kim loại
ñồng, chì và cadimi trong huyết thanh.
- Nghiên cứu các ñiều kiện tối ưu trong quá trình phân tích các kim
loại ñồng, chì và cadimi trên thiết bị ICP-MS ñể kết quả phân tích ñạt ñộ
chính xác cao.
- Nghiên cứu các ñiều kiện ảnh hưởng ñến quá trình phân tích các
nguyên tố kim loại nói trên.
- Xây dựng quy trình phân tích một số kim loại như ñồng, chì và
cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp ICP-MS.
- Áp dụng phân tích một số mẫu thực tế.











WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

8

PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1. Trạng thái tự nhiên, một vài tính chất và ứng dụng của ñồng, chì và
cadimi
1.1.1.Trạng thái thiên nhiên của các nguyên tố ñồng, chì và cadimi[20]
ðồng là nguyên tố ñược con người biết ñến và sử dụng sớm nhất.
Những công cụ lao ñộng bằng ñồng ñược làm cách ñây 6000 năm. Trong
thiên nhiên, ñồng là nguyên tố tương ñối phổ biến. Trữ lượng ñồng trong
thạch quyển của vỏ trái ñất chiếm khoảng 10
-2
% về khối lượng. Những
khoáng vật chính của ñồng là: cancosin (Cu
2
S) chứa 79,8% ñồng; cuprit
(Cu
2
O) chứa 88,8% ñồng; covelin (CuS) chứa 66,5% ñồng; cancopirit
(CuFeS
2
) chứa 34,57% ñồng và malachit (CuCO
3
.Cu(OH)
2
).
Cadimi ñược tìm thấy trong tạp chất của cacbonat kẽm (calamin).
Trong thạch quyển của vỏ trái ñất cadimi chiếm khoảng 5×10
-5
% về khối

lượng. Khoáng vật chủ yếu của cadimi là quặng grinokit (CdS). Trong quặng
blen kẽm và calamine có chứa khoảng 3% cadimi.
Chì ñã ñược con người biết ñến từ thời thượng cổ. Chì trong vỏ trái ñất
ứng với thành phần thạch quyển chiếm 1,6×10
-3
% về khối lượng. Galen
(PbS) là quặng chì quan trọng nhất trong công nghiệp, ngoài ra còn gặp chì
trong quặng xeruzit (PbCO
3
).
1.1.2. Một vài tính chất và ứng dụng của ñồng, chì và cadimi
* Tính chất vật lý
ðồng là kim loại nặng, mềm, màu ánh ñỏ, có ñộ dẫn ñiện và dẫn nhiệt
cao. ðồng có 11 ñồng vị từ
58
Cu ñến
68
Cu, trong ñó có 2 ñồng vị thiên nhiên
là
63
Cu (chiếm 70,13%) và
65
Cu (chiếm 29,87%). Hai ñồng vị phóng xạ bền
nhất của ñồng là
67
Cu (chu kỳ bán hủy là 2,21 ngày-ñêm) và
64
Cu (chu kỳ bán
hủy là 0,541 ngày-ñêm).
Cadimi là kim loại có màu trắng ánh xanh, mềm, dễ uốn, có thể cắt

bằng dao. Cadimi có 19 ñồng vị, trong ñó có 8 ñồng vị gặp trong thiên nhiên
106
Cd (chiếm 1,215%),
108
Cd (chiếm 1,215%),
110
Cd (chiếm 12,39%),
111
Cd
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

9

(chiếm 12,7%),
112
Cd (chiếm 24,07%),
113
Cd (chiếm 12,26%),
114
Cd (chiếm
28,86%), và
116
Cd (chiếm 7,58%). Trong các ñồng vị phóng xạ thì ñồng vị
100
Cd có chu kỳ bán hủy 470 ngày ñêm là bền nhất.
Chì là kim loại có mầu xám, có khối lượng riêng lớn nhất. Chì có 18
ñồng vị, trong ñó có 4 ñồng vị thiên nhiên là

204
Pb (chiếm 1,48%),
206
Pb
(chiếm 23,6%),
207
Pb (chiếm 22,6%) và
208
Pb (chiếm 52,3%). ðồng vị phóng
xạ bền nhất của chì là
202
Pb có chu kỳ bán hủy là 3.10
5
năm.
Một số tính chất vật lý của ñồng, chì và cadimi ñược tổng kết trong bảng 1
Bảng 1: Một số tính chất vật lý của các nguyên tố ñồng, chì và cadimi
STT Tính chất vật lý ðồng Cadimi Chì
1 STT trong bảng hệ thống tuần hoàn 29 48 82
2 Nguyên tử khối (ñvC) 64 112 208
3 Cấu hình electron [Ar]3d
10
4s
1
[Kr]4d
10
5s
2
[Kr]6s
2
6p

2
I
1
=745,5 I
1
=867,8 I
1
=715,6
4 Năng lượng ion hóa (kJ/mol)
I
2
=1957,9 I
2
=1631,4 I
2
=1450,5
5 Bán kính nguyên tử (pm) 135 155 180
6 Nhiệt ñộ nóng chảy (
0
C) 1083 321 327,4
7 Nhiệt ñộ sôi (
0
C) 2600 767 1740
8 Khối lượng riêng (g/cm
3
) 8,93 8,64 11,34

* Tính chất hóa học của ñồng, chì và cadimi[16; 20].
Tác dụng với oxi
Ở nhiệt ñộ thường và trong không khí, ñồng bị bao phủ bởi một lớp

màng ñỏ gồm Cu và Cu
2
O.
2Cu + O
2
+ 2H
2
O → 2Cu(OH)
2

Cu(OH)
2
+ Cu → Cu
2
O + H
2
O
Nếu trong không khí có CO
2
thì ñồng bị bao phủ bởi một lớp màu lục
gồm cacbonat bazơ Cu(OH)
2
CO
3
.
Cadimi bền trong ñiều kiện không khí ẩm và ở nhiệt ñộ thường nhờ có
màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt ñộ cao cadimi cháy mãnh liệt tạo thành oxit,
cho ngọn lửa màu sẫm.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

10

Chì bị oxi hóa ở ñiều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim
loại. Khi ñun nóng trong không khí, chì bị oxi hóa dần ñến hết tạo ra PbO
2Pb + O
2

→
0
t
2PbO
Tác dụng với các phi kim khác
Ở nhiệt ñộ thường ñồng không tác dụng với Flo do hình thành một lớp
CuF
2
rất bền bên ngoài bảo vệ. Với Clo, ñồng tác dụng tạo thành CuCl
2
. Khi
ñun nóng ñồng tác dụng với lưu huỳnh, cacbon, photpho, asen tạo thành các
muối tương ứng.
Halogen, lưu huỳnh, photpho tác dụng với cadimi tạo muối tương ứng.
Chì tác dụng ñược với các halogen, lưu huỳnh tạo thành muối.
Pb + S → PbS↓
Pb + Cl
2
→ PbCl
2

Tác dụng với nước
ðồng, chì và cadimi không tác dụng ñược với nước ở nhiệt ñộ thường.
Nhưng ở nhiệt ñộ cao cadimi khử hơi nước biến thành oxit. Còn chì phản ứng
chậm với nước khi có mặt của oxi tạo ra hidroxit:
2Pb + O
2
+ 2H
2
O → 2Pb(OH)
2

Tác dụng với axit
Với axit không có tính oxi hóa (như HCl, H
2
SO
4
loãng,…) thì ñồng
không tác dụng (trừ HI do tạo thành CuI ít tan và HCN nhờ tạo thành anion
phức bền [Cu(CN)
2
]
-
)
2Cu + 4HCN → 2H[Cu(CN)
2
] + H
2
↑
Nhưng khi có mặt oxi không khí, ñồng có thể tan ñược trong dung dịch HCl

2Cu + 4HCl + O
2
→ 2CuCl
2
+ 2H
2
O
Ngược lại cadimi và chì lại có thể tác dụng, giải phóng khí hidro.
Cd + 2HCl → CdCl
2
+ H
2
↑
Tuy nhiên, khi chì tan trong HCl lại tạo ra lớp PbCl
2
khó tan làm cho chì
không tan thêm ñược nữa; nhưng với HCl ñặc chì lại dễ tan hơn do tạo thành
hợp chất dễ tan dạng H
2
[PbCl
4
]
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

11

PbCl

2
+ 2HCl → H
2
[PbCl
4
]
Với các axit có tính oxi hóa (như HNO
3
, H
2
SO
4
ñặc) thì ñồng, cadimi
và chì ñều hoạt ñộng mạnh.
Cd + 2H
2
SO
4
ñ → CdSO
4
+ SO
2
↑ + 2H
2
O
ðồng tan trong H
2
SO
4
ñặc và HNO

3
theo phương trình
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO ↑+ 4H
2
O
Cu + 2H
2
SO
4
→ CuSO
4
+ SO
2
↑+ 2H
2
O
Chì chỉ tác dụng trên bề mặt với dung dịch H
2
SO
4
có nồng ñộ thấp hơn
80% tạo ra lớp muối khó tan, người ta ñã lợi dụng tính chất này ñể chế tạo ắc
quy chì. Còn với H
2

SO
4
ñặc chì rất dễ tan do tạo hợp chất dễ tan Pb(HSO
4
)
2

không bảo vệ ñược chì khỏi bị axit tiếp tục tác dụng:
Pb + H
2
SO
4
→ PbSO
4
+ SO
2
↑+ 2H
2
O
PbSO
4
+ H
2
SO
4
→ Pb(HSO
4
)
2

Nhưng với axit HNO
3
, chì tác dụng ở bất kỳ nồng ñộ nào ñều tạo ra
Pb(NO
3
)
2
. Tuy nhiên do Pb(NO
3
)
2
khó tan trong HNO
3
ñặc, dễ tan trong nước
nên chì dễ tan trong HNO
3
loãng, khó tan trong HNO
3
ñặc
3Pb + 8HNO
3
→ 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Chì cũng tan ñược trong axit axetic và một số axit hữu cơ khác khi có mặt oxi
2Pb + 4CH

3
COOH + O
2
→ 2Pb(CH
3
COO)
2
+
2H
2
O
ðặc biệt, chì còn có thể tan ñược trong dung dịch kiềm ñặc nóng
Pb + 2KOH + 2H
2
O → K
2
[Pb(OH)
4
] + H
2
↑
*Ứng dụng của ñồng, chì và cadimi

ðồng, chì và cadimi có rất nhiều ứng dụng quan trọng. Các sản phẩm
ñược chế tạo từ ñơn chất và hợp chất của ba kim loại trên ñóng vai trò không
thể thiếu trong ñời sống con người. ðồng ñược sử dụng ñể sản xuất dây ñiện,
que hàn, nam châm ñiện, mạch IC,.… Các hợp chất của ñồng như dung dịch
Feling có ứng dụng trong phân tích hóa học. Còn ñồng (II) sulfat ñược sử
dụng như là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm sạch nước.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

12

Cadimi ñược dùng ñể sản xuất các loại pin (ñặc biệt là pin Ni-Cd).
Ngoài ra cadimi còn dược dùng trong các chất màu, lớp sơn phủ, các tấm mạ
và làm chất ổn ñịnh cho nhựa. Các sử dụng khác bao gồm: sản xuất hợp kim,
lưới kiểm soát trong lò phản ứng hạt nhân. Các hợp chất chứa cadimi ñược sử
dụng trong các ống hình của ti vi ñen trắng hay ti vi màu, thiết bị phát sáng
hay pin mặt trời,….
Còn chì lại là thành phần chính tạo nên ắc quy sử dụng cho xe, chất
nhuộm trắng trong sơn. Chì ñược sử dụng như thành phần màu trong tráng
men, ñược dùng làm các tấm ngăn ñể chống phóng xạ hạt nhân….
1.1.3.Vai trò sinh học của ñồng, chì và cadimi

Trong cơ thể con người, ñồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết. ðồng
ñược tìm thấy trong một số loại enzym như cytochrom coxidas, enzym chứa
Cu-Zn superoxid dismutas. ðồng cũng là kim loại trung tâm trong chất
chuyên chở ôxy hemocyanin.
ðồng có vai trò liên quan chặt chẽ với quá trình oxi hóa xảy ra trong cơ
thể. ðồng là thành phần của nhiều men oxi hóa quan trọng như
polyphenonoloxydaza, axcobinoxydaza, laccaza, dehydrogenaza và
butyrylco-fecmen A. Tất cả những men chứa ñồng này ñều ñã thực hiện phản
ứng oxi hóa khử bằng cách chuyển ñiện tử từ nền ñến oxi phân tử là chất nhận
ñiện tử và trong quá trình ñó hóa trị của ñồng ñã thay ñổi từ trạng thái hóa trị
II sang trạng thái hóa trị I và ngược lại. Các phản ứng oxi hóa ñó ñã xảy ra
theo một trong các phương trình sau:
OH

[nền]H
2
+ O
2
= [nền] (1)
OH
OH
[nền]H
2
+ O
2
+ 2e + 2H
+
= [nền] (2)
OH
[nền]H
2
+ O
2
= [nền] + H
2
O
2
(3)
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

13

ðồng ñược vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết
tương gọi là ceruloplasmin. ðồng ñược hấp thụ trong ruột non và ñược vận
chuyển tới gan bằng cách liên kết với albumin.
Khi thiếu ñồng, hoạt ñộng của các men oxi hóa bị yếu ñi rất nhiều. Tuy
nhiên, khi hàm lượng ñồng cao sẽ gây tổn thương cho ñường tiêu hóa, gan,
thận và niêm mạc.
ðồng kết hợp với một số protein tạo ra enzym xúc tác cho hoạt ñộng
của cơ thể. ðồng cũng tham gia tạo ra năng lượng cung cấp cho các phản ứng
sinh hóa. ðồng cũng liên quan ñến sự biến ñổi hắc tố của da giúp chuyển hóa
các dạng colagen và elastin hình thành mô tế bào rất quan trọng với tim và
ñộng mạch. Do ñó sự thiếu hụt ñồng là một nhân tố làm tăng nguy cơ bị bệnh
mạch vành tim ở người cao tuổi[12].
Bệnh Wilson ở người sinh ra do cơ thể giữ lại ñồng, mà không bài tiết
ra khỏi gan vào trong mật. Do cơ thể bị rối loạn một số chức năng hoặc do ñột
biến của gien nên ở người mắc bệnh Wilson, lượng ñồng vào cơ thể không
thải ra ñược mà ñọng lại hết trong cơ thể. Theo thống kê mỗi năm tại bệnh
viện nhi trung ương có khoảng 5 trẻ mắc bệnh Wilson.
ðồng tích tụ dần và gây nhiễm ñộc tại những cơ quan mà nó lắng ñọng
như gan, não, máu, mắt, khớp,…,nếu không ñược ñiều trị sớm sẽ dẫn tới các
tổn thương về não và gan. Khi chất ñồng lắng ñọng ở cơ quan thần kinh, trẻ sẽ
có những biểu hiện như tự nhiên khó nói, chảy nước miếng, những vận ñộng
khéo léo của bàn tay bị mất ñi, viết chữ chậm, xấu, nặng hơn trẻ sẽ bị co cứng
tay, chân hoặc có những biểu hiện tâm thần như trầm cảm, những rối loạn tâm
thần, khó nuốt.
Sự tích tụ lượng ñồng ở mắt sẽ gây ra bệnh Keyer-Fleischer, ở tim gây
bệnh cơ tim và ở thận sẽ gây bệnh thận. ðặc biệt, khi ñồng phóng thích ñột
ngột vào máu sẽ gây tán huyết (vỡ hồng cầu dữ dội). Trong trường hợp này,
nếu bệnh trường diễn sẽ dẫn ñến suy gan tối cấp, nếu không ñược ghép gan
thì bệnh nhân sẽ bị tử vong. Theo WHO lượng ñồng cần cho một ngày ñối

với nam là 12mg và 10mg ñối với nữ[14].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

14

ðối với cơ thể con người thì cadimi và các hợp chất của cadimi ñều rất
ñộc. Cadimi có thể xâm nhập vào cơ thể con người bằng nhiều con ñường
khác nhau như tiếp xúc với bụi cadimi, ăn uống các nguồn có sự ô nhiễm
cadimi.

Sự kiện bị ngộ ñộc cadimi trên thế giới là sự kiện xảy ra ở Nhật Bản
với bệnh Itai - là một bệnh có liên quan ñến ô nhiễm nguồn nước bởi cadimi.
Người khi hít phải bụi chứa cadimi có thể bị các bệnh về hô hấp và thận. Nếu
ăn phải một lượng ñáng kể cadimi sẽ bị ngộ ñộc, có thể dẫn ñến tử vong. ðã
có bằng chứng chứng minh rằng cadimi tích tụ trong cơ thể gây nên chứng
bệnh giòn xương. Ở nồng ñộ cao, cadimi gây ñau thận, thiếu máu và phá hủy
tủy xương. Người bị nhiễm ñộc cadimi, tùy theo mức ñộ sẽ bị ung thư phổi,
thủng vách ngăn mũi, ñặc biệt là bị tổn thương thận, ảnh hưởng ñến nội tiết,
máu và tim mạch. Mặt khác, cadimi còn là chất gây ung thư qua ñường hô
hấp. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa cadimi với
chứng bệnh loãng xương, nứt xương. Sự hiện diện của cadimi trong cơ thể
khiến cho việc cố ñịnh canxi trở nên khó khăn dẫn ñến những tổn thương về
xương gây ñau ñớn ở vùng xương chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thư
tiền liệt tuyến vú và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên
tiếp xúc với chất ñộc này.
Cadimi trong thận chiếm khoảng 1% lượng cadimi trong cơ thể. Các
metallotionetin chỉ có ở thận là do cadimi tạo liên kết với các protein. Phần còn

lại ñược giữ lại trong các bộ phận khác của cơ thể và tích lũy dần cùng tuổi tác.
Khi lượng cadimi ñược tích lũy ñủ lớn, nó có thể thay thế chỗ ion Zn
2+
trong các
enzim quan trọng, gây rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá
hủy tủy xương gây ung thư…. Cadimi cũng có thể can thiệp vào quá trình sinh
học có chứa magie và canxi theo cách thức tương tự như ñối với kẽm.
Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) ñã xếp cadimi và hợp chất
của nó vào nhóm 2A theo thứ tự sắp xếp về mức ñộ ñộc hại của các nguyên tố
trong ngành y tế. Lượng cadimi ñưa vào cơ thể hàng tuần cơ thể có thể chịu
ñựng ñược là 7µg/kg thể trọng[14].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

15

Chì và các hợp chất của chì ñều ñược xếp vào nhóm ñộc tố ñối với cơ
thể người. Khi hàm lượng chì tích lũy lại vượt quá ngưỡng cho phép thì chì sẽ
ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu dẫn ñến không
tạo ñược hồng cầu. Bởi vì chì ñã ức chế một số sản phẩm trung gian trong quá
trình tổng hợp máu dẫn ñến không tạo ñược hồng cầu như delta-
aminolevulinic axit hay còn gọi là ALA-dehidraza enzym I (HOOC-(CH)-
CO-CH(NH
2
)-COOH), là một chất trung gian quan trọng ñể tổng hợp
porphobilinogen[5]
HOOC - CH
2

- CH
2
-C C - CH
2
- CH
2
– COOH
H
2
N - CH
2
- C C – H
N
Chì gây ức chế ALA-dehidraza enzym I, do ñó giai ñoạn tiếp theo hình
thành porphobilinogen II không xảy ra ñược. Tổng quát chung thì chì phá hủy
quá trình tổng hợp hemoglobin và các sắc tố cần thiết cho máu như
cytochoromes. Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3ppm thì nó ngăn cản
quá trình sử dụng oxy ñể oxi hóa glucoza tạo năng lượng cho quá trình sống,
do ñó làm cho cơ thể mỏi mệt. Nồng ñộ cao hơn 0,8ppm có thể gây thiếu
hemoglobin, gây rối loạn chức năng thận và phá hủy não[5; 14].
ðối với sức khỏe con người, nhiễm ñộc chì gây ra bệnh về tai, mũi,
họng, phế quản, máu, gan, xương và các bệnh ngoài ra. Khi ngộ ñộc chì,
người lớn hay than phiền, ñau tê ở ñầu ngón chân, tay, bắp thịt mỏi yếu, nhức
ñầu, ñau bụng, tăng huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay ñổi tâm trạng, sảy
thai, kém sản xuất tinh trùng Lâu ngày, bệnh trở thành mạn tính, ñưa tới suy
thận, tổn thương thần kinh ngoại vi, giảm chức năng não bộ (do chì có khả
năng tạo thành các hợp chất alkyl ái lipit)[9].
Trẻ em thường bị tác hại của chì trầm trọng hơn người trưởng thành,
ñặc biệt là trẻ dưới 6 tuổi vì hệ thần kinh còn non yếu và khả năng thải ñộc
chất của cơ thể chưa hoàn chỉnh. Trong khi trẻ em có mức hấp thụ chì gấp

4-5 lần người lớn và thời gian bán phân hủy chì ở trẻ em cũng lâu hơn
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

16

nhiều so với người lớn. Một số trẻ em có thể bị nhiễm ngay từ khi còn ở
trong bụng mẹ, do người mẹ bị nhiễm chì, qua nhau thai từ tuần thứ 20 của
thai kỳ và tiếp diễn suốt thời kỳ mang thai, hoặc bú sữa mẹ có hàm lượng
chì cao. Tới khi lớn, các em có thể ăn thực phẩm có chứa chì, nuốt chì lẫn
trong ñất, bụi khi bò chơi trên mặt ñất hoặc ăn các mảnh vụn sơn tường nhà
cũ. Do ñó trẻ từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những ñối tượng mẫn
cảm với những ảnh hưởng nguy hại ñến sức khỏe do chì gây ra. Gần ñây,
các phương tiện thông tin ñại chúng trong nước và quốc tế ñều ñưa tin hai
vụ nhiễm ñộc chì ở trẻ em Trung Quốc trong vòng một tháng qua, với số
nạn nhân lên ñến 1.300 bé tại tỉnh Hồ Nam và trên 600 bé ở tỉnh Thiểm
Tây. Theo trung tâm kiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC), hơn 250.000 trẻ
em 1-5 tuổi ở quốc gia này có lượng chì trong máu lớn hơn 100
microgam/lít, mức ñược cho là nhiễm ñộc chì.
Ở trẻ em, nhiễm ñộc chì cấp tính khiến các em trở nên cáu kỉnh, kém
tập trung, ói mửa, dáng ñi không vững, lên cơn kinh phong. Trường hợp mãn
tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thường xuyên, ñau
bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, ñôi khi có thể ñưa tới tử vong.
Ngoài ra, chì có thể thay thế một phần canxi trong Ca
2
(PO
4
)

2
của
xương, tác dụng gây ra vành xám ở lợi răng và hệ thần kinh, các bệnh về
ñường ruột và bệnh thiếu máu. Chì và các hợp chất của chì có thể vào cơ thể
người thông qua việc ăn uống, hô hấp và tích lũy lại, gây ra các bệnh nguy
hiểm ñặc biệt là ung thư và biến ñổi gen rất nguy hiểm.
WHO ñã thiết lập giá trị tạm thời cho hàm lượng chì ñưa vào cơ thể
hàng tuần có thể chịu ñựng ñược ñối với trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25µg/kg
thể trọng[14].
Chính vì vậy, việc kiểm soát và xác ñịnh chính xác hàm lượng kim loại
ñồng, chì và cadimi trong cơ thể con người là rất quan trọng. Kiểm soát ñược
hàm lượng các kim loại này trong cơ thể sẽ giúp chúng ta phòng ngừa bệnh
tật, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng ñồng. Xác ñịnh hàm lượng các kim loại
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

17

này trong cơ thể giúp cho y học có thể chuẩn ñoán một số bệnh có liên quan
ñến các kim loại này.
Xuất phát từ ý nghĩa to lớn ñó mà trên thế giới ñã có nhiều công trình
nghiên cứu xác ñịnh hàm lượng các kim loại nặng nói chung, và kim loại
ñồng, chì và cadimi nói riêng trong các ñối tượng mẫu khác nhau (như ñất,
nước, không khí, thực phẩm,…) với nhiều phương pháp khác nhau.
ðể xác ñịnh hàm lượng các kim loại trong cơ thể con người, người ta
thường tiến hành phân tích chúng trong tóc, móng tay, nước tiểu, máu và
huyết thanh.
Trong huyết thanh, các kim loại này chủ yếu tồn tại ở dạng phức protein

vận chuyển (hay dự trữ) và ion kim loại tự do. Hàm lượng kim loại này trong
huyết thanh chỉ cỡ vài µg/L, rất nhỏ so với trong máu. Sự tồn tại ñồng thời các
nguyên tố này trong huyết thanh gây ra những ảnh hưởng qua lại lẫn nhau.
ðiều này ñã ñược khẳng ñịnh trong một số công trình nghiên cứu, ví dụ như
cadimi cạnh tranh với ñồng, chiếm chỗ của ñồng trong liên kết với sulfhydry.
ðiều này ñã giải thích cho tác dụng ñối kháng của cadimi trong việc hấp thu
ñồng. Cadimi có khả năng ñuổi kẽm khỏi một số emzym và gây bệnh máu
heamatopoiesis. Nếu trong cơ thể hàm lượng kẽm lớn sẽ ngăn cản việc hấp thu
ñồng qua ruột, làm thiếu ñồng trong cơ thể, mặc dù lượng ñồng ñược cung cấp
thích hợp. Và thiếu ñồng sẽ gây thiếu sắt, dẫn tới thiếu máu,…[39].
Chính vì vậy mà hàm lượng của các nguyên tố này trong huyết thanh
không cố ñịnh, khác nhau tùy theo lứa tuổi, giới tính và có thể thay ñổi tùy
theo các ñiều kiện khác nhau của môi trường sống. Các kết quả nghiên cứu ñã
chỉ ra rằng hàm lượng kim loại ñồng và chì trong huyết thanh của nữ thường
cao hơn của nam. Trẻ em có ñộ hấp thụ chì cao hơn người lớn, trong khi hàm
lượng ñồng trong huyết thanh lại tăng theo ñộ tuổi. Những người sống ở
những vùng bị ô nhiễm kim loại ñồng, chì, cadimi thường có hàm lượng các
kim loại này trong huyết thanh cao hơn so với người sống ở khu vực không bị
ô nhiễm. Các bệnh nhân bị mắc các những bệnh có liên quan ñến hàm lượng
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

18

các kim loại ñồng, chì, cadimi như bệnh Willson, bệnh giòn xương,…,thường
có hàm lượng các kim loại này trong huyết thanh tăng ñột biến. Do ñó có thể
nói rằng hàm lượng các kim loại trong huyết thanh phản ánh tình trạng ô
nhiễm kim loại của môi trường sống và tình trạng sức khỏe của con người

sống trong môi trường ñó.
Tuy nhiên, trên thế giới số lượng công trình nghiên cứu xác ñịnh các
kim loại này trong máu tương ñối nhiều, còn trong huyết thanh thì rất hạn chế.
Y.E.R.Von Suhirnding, thuộc tổ chức y tế thế giới (WHO) ñã nghiên
cứu xác ñịnh hàm lượng chì trong máu của trẻ em ở Johanesbus bao gồm các
khu vực nội và ngoại thành của Alexandra và Westbury, phía bắc và phía tây
của trung tâm thành phố. Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng chì trung bình ở trẻ
em là 11,9 µg/dL, trong ñó 78% số trẻ có hàm lượng chì bằng hoặc vượt quá
10 µg/dL so với quy ñịnh của quốc tế hiện nay (theo trung tâm phòng chống
ung thư thế giới,1991)[17].
Angela Mathee thuộc ñại học Witwatersrand, Johanesbus, Nam Phi và
các cộng sự nghiên cứu về sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các kim loại chì và
mangan trong máu của trẻ ñang trong ñộ tuổi ñến trường của ba thành phố lớn
ở Nam Phi là Cape Town (11 trường), Johanesbus (10 trường) và Kimberley
(6 trường) với tổng số mẫu máu là 1282 mẫu. Kết quả nghiên cứu ñã rút ra kết
luận không có sự ảnh hưởng ñáng kể của mangan ñến việc xác ñịnh hàm
lượng chì trong máu[26].
Shungin Wang và Jinliang Zhang – Trung tâm khoa học sức khỏe, Bắc
Kinh, Trung Quốc ñã nghiên cứu hàm lượng chì trong máu của trẻ em Trung
Quốc, và ñã ñưa ra giá trị trung bình của hàm lượng chì trong máu trẻ em
Trung Quốc là 92,2 µg/L. Trong ñó có 9 trong số 27 tỉnh và thành phố ñược
chọn ñể nghiên cứu có hàm lượng chì trong máu của trẻ là cao hơn 100 µg/L.
Trong ñó, trẻ em nam có hàm lượng chì cao hơn trẻ em nữ. Trẻ em sống ở ven
vùng công nghiệp có hàm lượng chì cao hơn trẻ ở các vùng khác[40].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

19

Waelin I. Mortada, Mohamed A. Sobh, Mohamed M. El-Defrawy và
Sami E. Farahat ở ñại học Mansoura-Ai Cập ñã nghiên cứu hàm lượng cadimi,
chì, thủy ngân trong máu, nước tiểu, tóc, móng tay của 68 nam và 25 nữ. Kết
quả thu ñược cho thấy giới tính, thói quen hút thuốc ảnh hưởng ñáng kể ñến
hàm lượng các nguyên tố này trong máu, nước tiểu, tóc, móng tay[43].
Ebba Bárány - ñại học khoa học nông nghiệp Thụy ðiển và các ñồng sự
ñã tiến hành nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hàm lượng vết của 13 kim loại
trong máu và huyết thanh vào giới tính, ñộ tuổi, vùng dân cư và vùng kinh tế.
ðối tượng trong nghiên cứu này là thanh thiếu niên Thụy ðiển ở hai ñộ tuổi là
15 và 17, thuộc hai khu vực môi trường tự nhiên và kinh tế - xã hội khác
nhau. Kết quả cho thấy theo ñộ tuổi hàm hượng chì giảm còn cadimi lại tăng.
Nữ có hàm lượng chì cao hơn trong khi hàm lượng coban và ñồng thấp hơn so
với nam. ðiều kiện kinh tế - xã hội ảnh hưởng ñến hàm lượng của tất cả các
nguyên tố này trong huyết thanh[22].
Jean-Pierre Goulle và các cộng sự ñã tiến hành phân tích hàm lượng
kim loại trong máu, huyết thanh, nước tiểu, tóc bằng phương pháp ICP-MS.
Kết quả phân tích hàm lượng của 27 nguyên tố trong 100 mẫu máu và 100
mẫu huyết thanh, 30 nguyên tố trong 100 mẫu nước tiểu, 32 nguyên tố trong
100 mẫu tóc cho thấy hàm lượng của các kim loại trong các ñối tượng mẫu
khác nhau là khác nhau tùy thuộc vào từng nguyên tố. Jean-Pierre ñã ñưa ra
ñược khoảng nồng ñộ của một số kim loại trong huyết thanh như ñồng (794-
2023 µg/l); chì (0,014-0,25 µg/l); cadimi (0,01-0,05 µg/l) và trong máu như
chì (11,4-62,8µg/l); cadimi (0,15-2,04µg/l), mangan (5-12,8µg/l); thủy ngân
(0,94-8,13µg/l);…[30].
Ở Việt Nam, do hạn chế về mặt kỹ thuật nên việc xác ñịnh hàm lượng
các kim loại trong máu nói chung và trong huyết thanh nói riêng rất ít. Có thể
ñưa ra một số công trình tiêu biểu sau
Nguyễn Văn Nhiên và các cộng sự ñã nghiên cứu xác ñịnh lượng vết
của các kim loại kẽm, selen, magie trong máu của 243 trẻ em từ 12 ñến 72

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

20

tháng tuổi ở vùng nông thôn Việt Nam, trong ñó có 137 nam và 106 nữ, bằng
thiết bị ICP-MS. Kết quả chỉ ra ñược hàm lượng trung bình của kẽm, ñồng,
selen, mangan lần lượt là 514 µg/l; 1067 µg/l; 65,3 µg/l và 18 µg/l. ðồng thời
cũng chỉ ra ñược mối quan hệ giữa sự thiếu hụt selen với bệnh thiếu máu[37].
Tiến sĩ Lương Thúy Quỳnh – khoa sinh hóa, viện lão khoa Trung ương
ñã nghiên cứu xác ñịnh hàm lượng ñồng, kẽm trong huyết thanh người có tuổi
ở Việt Nam bằng thiết bị AAS. Kết quả thu ñược cho thấy hàm lượng trung
bình của ñồng và kẽm lần lượt là 1,06 mg/l; 1,05 mg/l. Từ 75 tuổi trở lên hàm
lượng ñồng tăng lên, trong khi hàm lượng kẽm lại giảm. Kẽm huyết thanh ở
nam cao hơn ở nữ. Trong huyết thanh của bệnh nhân ung thư và nhồi máu cơ
tim hàm lượng ñồng tăng còn hàm lượng kẽm giảm[12].
Các nước phát triển từ lâu ñã có chương trình phòng chống nhiễm ñộc
các kim loại nặng nói chung và các kim loại ñồng, chì, cadimi nói riêng. Tổ
chức y tế thế giới (WHO) cũng ñã ñưa ra khoảng nồng ñộ của gần 30 kim loại
trong huyết thanh ñược cho là an toàn với sức khỏe con người, trong ñó ñồng
là 794-2023 µg/l; chì là 0,014-0,25 µg/l; cadimi là 0,01-0,05 µg/l [30]. ðây là
cơ sở khoa học ñể ñánh giá mức ñộ ô nhiễm kim loại nặng nói chung, và ô
nhiễm ñồng, chì, cadimi nói riêng. Còn trong lĩnh vực y tế, hàm lượng kim
loại ñồng, chì và cadimi trong huyết thanh là cơ sở cho việc chuẩn ñoán và
ñiều trị các bệnh có liên quan ñến ô nhiễm bởi các kim loại này.
Trong khi nước ta chưa có một chương trình như vậy và cũng không có
thống kê ñủ tin cậy về tình trạng nhiễm ñộc ñồng, chì và cadimi ở người dân.
Tuy nhiên, không ai dám ñoan chắc tỉ lệ nhiễm ñộc các kim loại này ở người

dân là thấp, do ở Việt Nam hiện nay chưa có tài liệu chính thức nào cho biết
hàm lượng các kim loại ñồng, chì, cadimi trong huyết thanh của người Việt
Nam. Vì vậy trong thời gian tới cần phải xây dựng quy trình xác ñịnh hàm
lượng các kim loại nặng trong huyết thanh nói chung, và của ñồng, chì,
cadimi nói riêng, tiến tới ñưa ra ñược khoảng nồng ñộ ñồng, chì và cadimi
ñược cho là an toàn ñối với thể trạng của người Việt Nam.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

21

1.2. Các phương pháp xác ñịnh ñồng, chì và cadimi
ðể xác ñịnh hàm lượng ñồng, chì và cadimi trong huyết thanh, có rất
nhiều phương pháp như phương pháp trắc quang, phương pháp cực phổ,
phương pháp hấp thụ nguyên tử dùng lò grafit hay ngọn lửa AAS,…
1.2.1. Phương pháp trắc quang[3]
Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên sự tạo phức mầu của các ion
với thuốc thử. Nồng ñộ của các ion trong phức thay ñổi sẽ tạo ra màu khác
nhau, dẫn ñến ñộ hấp thụ quang khác nhau. ðộ hấp thụ quang ñược xác ñịnh
theo ñịnh luật Lamber-Beer theo phương trình:
A = ε.l.C
Trong ñó:
ε: Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào bản chất màu và bước sóng của ánh sáng tới.
l: Chiều dày cu vet.
C: Nồng ñộ chất phân tích.
Khi l và ε không ñổi, ñộ hấp thụ quang phụ thuộc tuyến tính vào nồng
ñộ. Vì vậy, khi xây dựng ñược ñường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa ñộ hấp
thụ và nồng ñộ C trong từng trường hợp cụ thể sẽ dễ dàng xác ñịnh ñược nồng

ñộ chưa biết của một chất thông qua ñộ hấp thụ quang.
Giới han phát hiện của phương pháp cỡ 10
-5
M – 10
-6
M.
1.2.2. Phương pháp chuẩn ñộ[16]
Dựa trên sự tạo phức bền của các ion kim loại với EDTA trong môi
trường pH ổn ñịnh với chỉ thị axit sunfosalixilic. Phương trình phản ứng ñược
mô tả như sau

+−−=
+→+ HMeYYHMn
n
2
22


IndHMeYYHMeInd
22
+→+
−−+

1.2.3. Phương pháp cực phổ[6]
Phương pháp cực phổ là phương pháp phân tích ñiện hóa. Phương pháp
này do một nhà bác học người Tiệp Khắc phát minh vào năm 1922.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

22

*Nguyên tắc của phương pháp
Phương pháp cực phổ dựa trên việc nghiên cứu và sử dụng các ñường
dòng thế ñược ghi trong các ñiều kiện ñặc biệt. Trong ñó các chất ñiện phân
có nồng ñộ khá nhỏ từ 10
-3
ñến n.10
-6
M còn chất ñiện ly trơ có nồng ñộ lớn,
gấp hơn 100 lần. Do ñó, chất ñiện phân chỉ vận chuyển ñến ñiện cực bằng con
ñường khuếch tán.
ðiện cực làm việc (còn gọi là ñiện cực chỉ thị) là ñiện cực phân cực có
bề mặt rất nhỏ, khoảng một vài mm
2
. Trong cực phổ cổ ñiển người ta dùng
ñiện cực chỉ thị là ñiện cực giọt thủy ngân. ðiện cực so sánh là ñiện cực
không phân cực. ðầu tiên người ta dùng ñiện cực ñáy thủy ngân có diện tích
bề mặt tương ñối lớn, sau ñó thay bằng ñiện cực Calomen hay ñiện cực
Ag/AgCl. ðặt vào ñiện cực làm việc ñiện thế một chiều biến thiên liên tục
nhưng tương ñối chậm ñể có thể coi là không ñổi trong quá trình ño dòng I.
Cực phổ hiện ñại bao gồm cực phổ sóng vuông, cực phổ xung và cực phổ
xung vi phân ñã ñạt tới ñộ nhạy 10
-5
-5.10
-7
M.
*Ưu ñiểm của phương pháp
Trang thiết bị tương ñối ñơn giản, tốn ít hóa chất mà có thể phân tích

nhanh với ñộ nhạy và ñộ chính xác khá cao. Trong nhiều trường hợp có thể xác
ñịnh hỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ mà không cần tách riêng chúng ra. Do ñó
phương pháp này phù hợp ñể phân tích hàm lượng các chất trong mẫu sinh học.
1.2.4. Phương pháp Vôn –Ampe hòa tan[6]
Phương pháp này có thể xác ñịnh ñược gần 30 kim loại trong khoảng
nồng ñộ 10
-6
-10
-9
M với ñộ chính xác khá cao có thể ñịnh lượng ñồng thời 3-4
ion kim loại cùng có trong cùng dung dịch.
Phương pháp này ñược thực hiện qua giai ñoạn
- ðiện phân làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt ñiện cực tại thế
không ñổi, ño dưới dạng một kết tủa ( kim loại, hợp chất khó tan ).
- Hòa tan kết tủa ñã ñược làm giàu và ghi ño ñường hòa tan. Nồng ñộ
của chất tương ứng với chiều cao pic hòa tan.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

23

*Ưu ñiểm của phương pháp
Phương pháp có ñộ nhạy và ñộ chính xác cao, kỹ thuật phân tích và
trang thiết bị không quá phức tạp, kết quả ổn ñịnh. Chính vì vậy, phạm vi
ứng dụng của phương pháp này rất rộng như phân tích môi trường, xác
ñịnh lượng vết kim loại trong nước biển và các loại nước thiên nhiên.
Ngoài ra phương pháp này còn sử dụng ñể phân tích kim loại trong các
mẫu lâm sàng (máu, tóc, nước tiểu,…) và trong mẫu thực phẩm (sữa, rau

quả, gạo, thịt…).
1.2.5 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử[7]
*Nguyên tắc của phương pháp
Mẫu phân tích ñược chuyển thành hơi của nguyên tử hay ion tự do
trong môi trường kích thích bằng cách dùng nguồn năng lượng phù hợp. Thu,
phân li và ghi toàn bộ phổ phát xạ của mẫu nhờ máy quang phổ. ðánh giá phổ
ñã ghi về mặt ñịnh tính và ñịnh lượng theo những yêu cầu ñã ñặt ra.
*ðối tượng của phương pháp
Xác ñịnh hàm lượng các kim loại trong các các ñối tương mẫu khác
nhau như ñịa chất, hóa học, nông nghiệp, thực phẩm, y dược,…thuộc các loại
mẫu rắn, mẫu dung dịch, mẫu bột, mẫu quặng, mẫu khí.
*Ưu ñiểm của phương pháp
Có ñộ nhạy rất cao (10
-5
-10
-8
M) và ñộ chính xác cao (sai số dưới
10%).Phân tích ñồng thời nhiều nguyên tử trong một mẫu mà không cần tách
riêng, tiêu tốn ít mẫu, có thể kiểm tra ñược ñộ ñồng nhất về thành phần của
vật mẫu ở những vị trí khác nhau. Kết quả phổ thu ñược ghi trên phim ảnh có
thể lưu trữ, khi cần thiết có thể ñánh giá hay xem xét lại mà không cần phải có
mẫu phân tích .
1.2.6. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử[7]
*Nguyên tắc của phương pháp
Mẫu phân tích ñược chuyển thành hơi của nguyên tử hay ion tự do
trong môi trường kích thích bằng cách dùng nguồn năng lượng phù hợp. Thu,
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

24

phân li và ghi toàn bộ phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu nhờ máy
quang phổ. ðánh giá phổ ñã ghi về mặt ñịnh tính và ñịnh lượng theo những
yêu cầu ñặt ra.
*Giới hạn phát hiện của phương pháp
Gần 60 nguyên tố hóa học có thể ñược xác ñịnh bằng phương pháp với
giới hạn phát hiện thấp 10
-4
ñến 10
-5
ppm . ðặc biệt nếu sử dụng kĩ thuật
không ngọn lửa thì có thể hạ giới hạn phát hiện xuống 10
-7
ppm.
*Ưu nhược ñiểm của phương pháp
Phép ño phổ hấp thụ nguyên tử có ñộ nhạy và ñộ chọn lọc cao, nên
trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác ñịnh trước khi
phân tích. Do ñó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian, không cần phải dùng
nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu, nên cũng tránh ñược sự nhiễm bẩn
khi xử lí mẫu qua các giai ñoạn phức tạp. Kết quả phân tích ổn ñịnh, sai số
nhỏ, có thể lưu lại ñường chuẩn cho các lần sau.
Bên cạnh những ưu ñiểm, phép ño phổ hấp thụ nguyên tử cũng có hạn
chế như trang thiết bị rất ñắt tiền, rất tinh vi, phức tạp nên cần các cán bộ
phân tích có trình ñộ cao ñể vận hành máy. Phương pháp này chỉ cho ta biết
thành phần nguyên tố của chất mà không chỉ ra ñược trạng thái liên kết của
nguyên tố trong mẫu.
*ðối tượng của phương pháp
Phương pháp này thích hợp ñể xác ñịnh lượng vết của kim loại, ñặc biệt

là xác ñịnh các nguyên tố vi lượng trong các mẫu y học, sinh học, nông
nghiệp, kiểm tra các hóa chất có ñộ tinh khiết cao.
*Phạm vi ứng dụng của phương pháp
Do phương pháp có ñộ nhạy và ñộ chính xác cao nên nó ñược sử dụng
rất phổ biến trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới. Tuy nhiên ở Việt
Nam, có rất ít các phòng thí nghiệm ñược trang bị thiết bị ño quang phổ hấp
thụ nguyên tử do hạn chế về kinh tế và trình ñộ cán bộ.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan
ðại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học

25

1.2.7. Phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP – MS)[2, 4, 23]
Kỹ thuật ICP – MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiên ñại có
khả năng phân tích trên 60 nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn với ñộ
nhạy cao. Kỹ thuật này ñược nghiên cứu và phát triển mạnh trong những năm
gần ñây. Chính vì có những ưu ñiểm vượt trội hơn hẳn các phương pháp phân
tích trước ñó nên kỹ thuật này ñược nghiên cứu và ứng dụng rất rộng rãi
trong nhiều ñối tượng khác nhau, ñặc biệt là trong lĩnh vực phân tích vết và
siêu vết, phục vụ nghiên cứu vật liệu bán dẫn, vât liệu hạt nhân, mẫu ñịa chất,
nông nghiệp, sinh học, môi trường.
ðiểm mạnh của phương pháp này là có thể phân tích ñồng thời nhiều
nguyên tố kim loại trong một mẫu, có thể phân tích ñịnh lượng, bán ñịnh
lượng. Ngoài ra kỹ thuật này còn có thể phân tích xác ñịnh các ñồng vị của
một nguyên tố trong cùng một ñối tượng mẫu. Vì vậy nó ñược sử dụng mạnh
mẽ trong phân tích, ñánh giá mức ñộ phơi nhiễm ñộc tố kim loại trong nhiều
ñối tượng sinh học và môi trường.
Hai phương pháp phân tích ICP phổ biến hiện nay là phương pháp

quang phổ phát xạ Plasma (ICP-AES) và ICP – MS. Ưu ñiểm của hai phương
pháp này so với các phương pháp thông thường khác là sử dụng nguồn
plasma có thể tạo ra nhiệt ñộ từ 5000-10000K. Với nhiệt ñộ này có thể
nguyên tử hóa hoàn toàn các nguyên tố các nguyên tố cần phân tích. So với
ICP-AES thì kỹ thuật ICP-MS có khả năng phân tích tốt hơn bởi vì nó có thể
phân tích chính xác các ion khác nhau, xác ñịnh các ñồng vị trong mẫu dựa
trên giá trị tỷ lệ m/z và ñược tính toán theo các ñường chuẩn ñộc lập. Hiệu
quả phân tích của ICP-MS so với các kỹ thuật phân tích khác như quang phổ
hấp thụ nguyên tử (AAS), ICP-OES, … ñã ñược nhiều nhà khoa học nghiên
cứu. Bảng sau cho thấy khả năng phát hiện của ICP-MS hơn so với các kỹ
thuật khác
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON